発光装置
【課題】有機ＥＬ素子の発光層などの材料の選択の自由度が高く、且つ、長寿命化を図れる発光装置を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ素子１１および有機ＥＬ素子１１の一対の電極（陽極１２、陰極１４）それぞれに電気的に接続された外部接続電極１６，１８が透明なプラスチックフィルム１０の一表面側に形成された有機ＥＬ素子モジュール１と、有機ＥＬ素子モジュール１をプラスチックフィルム１０の厚み方向の両側から挟み有機ＥＬ素子１１およびプラスチックフィルム１０において有機ＥＬ素子１１が形成された領域を囲む一対の封止部材２０，３０とを備えている。各封止部材２０，３０と有機ＥＬ素子モジュール１との接合部４０，５０の周辺を被覆して水分およびガス（酸素など）の外部からの侵入を阻止する気密シール部６１，６２を設けてある。
【解決手段】有機ＥＬ素子１１および有機ＥＬ素子１１の一対の電極（陽極１２、陰極１４）それぞれに電気的に接続された外部接続電極１６，１８が透明なプラスチックフィルム１０の一表面側に形成された有機ＥＬ素子モジュール１と、有機ＥＬ素子モジュール１をプラスチックフィルム１０の厚み方向の両側から挟み有機ＥＬ素子１１およびプラスチックフィルム１０において有機ＥＬ素子１１が形成された領域を囲む一対の封止部材２０，３０とを備えている。各封止部材２０，３０と有機ＥＬ素子モジュール１との接合部４０，５０の周辺を被覆して水分およびガス（酸素など）の外部からの侵入を阻止する気密シール部６１，６２を設けてある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と略称する）を利用した発光装置が各所で研究開発されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子としては、例えば、透光性基板（透明基板）の一表面側に、陽極となる透明電極、ホール輸送層、発光層（有機発光層）、電子注入層、陰極となる電極の積層構造を備えたものが知られている。この種の有機ＥＬ素子では、陽極と陰極との間に電圧を印加することによって発光層で発光した光が、透明電極および透光性基板を通して取り出される。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、自発光型の発光素子であること、比較的高効率の発光特性を示すこと、各種の色調で発光可能であること、などの特徴を有するものであり、表示装置（例えば、フラットパネルディスプレイなどの発光体など）や、光源（例えば、液晶表示機器のバックライトや照明光源など）としての適用が期待されており、一部では既に実用化されている。
【０００５】
しかしながら、これらの用途に有機ＥＬ素子を応用展開するために、より高効率・長寿命・高輝度の有機ＥＬ素子の開発が望まれている。
【０００６】
ここで、有機ＥＬ素子の長寿命化を目的として、図８に示すように、ＩＴＯ層からなる陽極層１１２と有機正孔輸送層１１３との積層膜を一表面側に形成した第１の透明ポリエステルフィルム１１１ａと、陰極層１１６と樹脂分散型発光層１１４との積層膜を一表面側に形成した第２の透明ポリエステルフィルム１１１ｂとを用意し、互いの積層膜どうしを対向させ、ポリスチレン樹脂の軟化点である９０℃で加圧して貼り合わせ、周辺部は外部リード１１８とともに、電熱シーラーにて融着封止することで有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−７７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示された有機ＥＬ素子では、光取り出し面となる第１の透明ポリエステルフィルム１１１ａの他表面に傷が付きやすい。また、ポリエステルフィルム１１１ａ，１１１ｂそれぞれが防湿フィルムを構成しているが、結局は有機材料により形成されたものであるから、水分やガス（酸素など）を阻止する性能が不十分であり、長期的にも防湿性が不十分である。
【０００９】
また、積層膜どうしを貼り合わせる必要があるので、発光層などの材料や成膜方法などの制約が大きく、高効率化が制限されてしまう。また、発光層として樹脂分散型発光層１１４を採用する必要があるとともに、積層膜どうしの貼り合わせ界面が存在し、有機ＥＬ素子の発光特性の向上が制限されてしまう。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、有機ＥＬ素子の発光層などの材料の選択の自由度が高く、且つ、長寿命化を図れる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、厚み方向に離間した一対の電極間に発光層を有する有機ＥＬ素子および前記有機ＥＬ素子の前記各電極それぞれに電気的に接続された外部接続電極が透明なプラスチックフィルムの一表面側に形成された有機ＥＬ素子モジュールと、前記有機ＥＬモジュールを前記プラスチックフィルムの厚み方向の両側から挟み前記有機ＥＬ素子および前記プラスチックフィルムにおいて前記有機ＥＬ素子が形成された領域を囲む一対の封止部材とを備え、前記各封止部材のうち少なくとも、前記有機ＥＬ素子からの光を取り出す側の前記封止部材が透光性材料により形成され、前記各封止部材と前記有機ＥＬ素子モジュールとの接合部の周辺を被覆して水分およびガスの外部からの侵入を阻止する気密シール部を設けてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記各封止部材は、それぞれガラス基板からなることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記気密シール部は、無機材料により形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記気密シール部は、樹脂により形成されてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記気密シール部が、前記光を取り出す側の前記封止部材の光取り出し面上まで延設されており、前記気密シール部のうち前記光取り出し面上に形成された部位が、アンチリフレクションコートとして機能するように前記気密シール部の材料および厚みを設定してあることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記光を取り出す側の前記封止部材が、前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、且つ、前記プラスチックフィルムよりも屈折率が低く、前記有機ＥＬ素子モジュールが、前記プラスチックフィルムの前記他表面側に設けられ前記発光層から放射された光の前記他表面での反射を抑制する凹凸構造部を備え、前記凹凸構造部の表面と前記光を取り出す側の前記封止部材との間に空間が存在することを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６の発明において、前記光を取り出す側の前記封止部材が前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、前記有機ＥＬ素子モジュールと前記プラスチックフィルムの前記一表面側の前記封止部材とで囲まれた空間に封止用の液体が封入されてなることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項６の発明において、前記光を取り出す側の前記封止部材が、前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、前記有機ＥＬ素子の前記各電極のうち前記プラスチックフィルムの前記一表面から遠い側の前記電極と前記プラスチックフィルムの前記一表面側の前記封止部材とが面接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明では、有機ＥＬ素子の発光層などの材料の選択の自由度が高く、且つ、長寿命化を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態の発光装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’概略断面図、（ｃ）は（ａ）の要部概略平面図である。
【図２】同上の発光装置の概略分解斜視図である。
【図３】同上の発光装置の他の構成例を示す概略断面図である。
【図４】同上の発光装置の他の構成例を示す概略断面図である。
【図５】同上の発光装置の他の構成例を示す概略断面図である。
【図６】同上の発光装置の他の構成例を示す概略断面図である。
【図７】同上の発光装置における有機ＥＬ素子モジュールの他の構成例を示す概略平面図である。
【図８】従来例の有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施形態の発光装置について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００２２】
本実施形態の発光装置は、有機ＥＬ素子１１および有機ＥＬ素子１１の陽極１２、陰極１４それぞれに電気的に接続された外部接続電極１６，１８が透明なプラスチックフィルム１０の一表面側に形成された有機ＥＬ素子モジュール１を備えている。なお、本実施形態では、陽極１２と陰極１４とが、厚み方向に離間した一対の電極を構成している。
【００２３】
また、発光装置は、有機ＥＬ素子モジュール１をプラスチックフィルム１０の厚み方向の両側から挟み有機ＥＬ素子１１およびプラスチックフィルム１０において有機ＥＬ素子１１が形成された領域を囲む一対の封止部材２０，３０を備えている。
【００２４】
また、発光装置は、各封止部材２０，３０と有機ＥＬ素子モジュール１との接合部４０，５０の周辺を被覆して水分およびガス（酸素など）の外部からの侵入を阻止する気密シール部６１，６２を設けてある。
【００２５】
以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００２６】
有機ＥＬ素子１１は、陽極１２と陰極１４との間に介在する有機ＥＬ層１３が、陽極１２側から順に、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を備えている。ここにおいて、有機ＥＬ素子１１は、陽極１２をプラスチックフィルム１０の上記一表面側に積層してあり、陽極１２におけるプラスチックフィルム１０側とは反対側で、陰極１４が陽極１２に対向している。なお、陽極１２と陰極１４との位置関係は逆でもよい。
【００２７】
本実施形態における有機ＥＬ素子モジュール１では、有機ＥＬ素子１１の陽極１２を透明電極により構成するとともに陰極１４を発光層からの光を反射する電極により構成してあり、プラスチックフィルム１０の他表面側から光を取り出すようになっている。
【００２８】
上述の有機ＥＬ層１３の積層構造は、上述の例に限らず、例えば、発光層の単層構造や、ホール輸送層と発光層と電子輸送層との積層構造や、ホール輸送層と発光層との積層構造や、発光層と電子輸送層との積層構造などでもよい。また、陽極とホール輸送層との間にホール注入層を介在させてもよい。また、発光層は、単層構造でも多層構造でもよく、例えば、所望の発光色が白色の場合には、発光層中に赤色、緑色、青色の３種類のドーパント色素をドーピングするようにしてもよいし、青色正孔輸送性発光層と緑色電子輸送性発光層と赤色電子輸送性発光層との積層構造を採用してもよいし、青色電子輸送性発光層と緑色電子輸送性発光層と赤色電子輸送性発光層との積層構造を採用してもよい。
【００２９】
陽極１２は、発光層中にホールを注入するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、電気伝導性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、ＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）準位との差が大きくなりすぎないように仕事関数が４ｅＶ以上６ｅＶ以下のものを用いるのが好ましい。陽極１２の電極材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化スズ、酸化亜鉛など、ＰＥＤＯＴ、ポリアニリンなどの導電性高分子および任意のアクセプタなどでドープした導電性高分子、カーボンナノチューブなどの導電性光透過性材料を挙げることができる。ここにおいて、陽極１２は、プラスチックフィルム１０の上記一表面側に、スパッタ法、真空蒸着法、塗布法などによって薄膜として形成すればよい。
【００３０】
なお、陽極１２のシート抵抗は数百Ω／□以下とすることが好ましく、特に好ましくは１００Ω／□以下がよい。ここで、陽極１２の膜厚は、陽極１２の光透過率、シート抵抗などにより異なるが、５００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で設定するのがよい。
【００３１】
また、陰極１４は、発光層中に電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、ＬＵＭＯ(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位との差が大きくなりすぎないように仕事関数が１．９ｅＶ以上５ｅＶ以下のものを用いるのが好ましい。陰極１４の電極材料としては、例えば、アルミニウム、銀、マグネシウムなど、およびこれらと他の金属との合金、例えばマグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金を例として挙げることができる。また、金属の導電材料、金属酸化物など、およびこれらと他の金属との混合物、例えば、酸化アルミニウムからなる極薄膜（ここでは、トンネル注入により電子を流すことが可能な１ｎｍ以下の薄膜）とアルミニウムからなる薄膜との積層膜なども使用可能である。また、陰極１４側から光を取り出す場合には、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯなどを採用すればよい。
【００３２】
発光層の材料としては、有機ＥＬ素子用の材料として知られる任意の材料が使用可能である。例えばアントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、トリス（５−フェニル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ジスチリルアミン誘導体および各種蛍光色素など、上述の材料系およびその誘導体を始めとするものが挙げられるが、これらに限定するものではない。また、これらの化合物のうちから選択される発光材料を適宜混合して用いることも好ましい。また、上記化合物に代表される蛍光発光を生じる化合物のみならず、スピン多重項からの発光を示す材料系、例えば燐光発光を生じる燐光発光材料、およびそれらからなる部位を分子内の一部に有する化合物も好適に用いることができる。また、これらの材料からなる発光層は、蒸着法、転写法などの乾式プロセスによって成膜しても良いし、スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法など、湿式プロセスによって成膜するものであってもよい。
【００３３】
上述のホール注入層に用いられる材料は、ホール注入性の有機材料、金属酸化物、いわゆるアクセプタ系の有機材料あるいは無機材料、ｐ−ドープ層などを用いて形成することができる。ホール注入性の有機材料とは、ホール輸送性を有し、また仕事関数が５．０〜６．０ｅＶ程度であり、陽極１２との強固な密着性を示す材料などがその例であり、例えば、ＣｕＰｃ、スターバーストアミンなどがその例である。また、ホール注入性の金属酸化物とは、例えば、モリブデン、レニウム、タングステン、バナジウム、亜鉛、インジウム、スズ、ガリウム、チタン、アルミニウムのいずれかを含有する金属酸化物である。また、１種の金属のみの酸化物ではなく、例えばインジウムとスズ、インジウムと亜鉛、アルミニウムとガリウム、ガリウムと亜鉛、チタンとニオブなど、上記のいずれかの金属を含有する複数の金属の酸化物であっても良い。また、これらの材料からなるホール注入層は、蒸着法、転写法などの乾式プロセスによって成膜しても良いし、スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法などの湿式プロセスによって成膜するものであってもよい。
【００３４】
また、ホール輸送層に用いる材料は、例えば、ホール輸送性を有する化合物の群から選定することができる。この種の化合物としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、２−ＴＮＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）、スピロ−ＮＰＤ、スピロ−ＴＰＤ、スピロ−ＴＡＤ、ＴＮＢなどを代表例とする、アリールアミン系化合物、カルバゾール基を含むアミン化合物、フルオレン誘導体を含むアミン化合物などを挙げることができるが、一般に知られる任意のホール輸送材料を用いることが可能である。
【００３５】
また、電子輸送層に用いる材料は、電子輸送性を有する化合物の群から選定することができる。この種の化合物としては、Ａｌｑ３等の電子輸送性材料として知られる金属錯体や、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、テトラジン誘導体、オキサジアゾール誘導体などのヘテロ環を有する化合物などが挙げられるが、この限りではなく、一般に知られる任意の電子輸送材料を用いることが可能である。
【００３６】
また、電子注入層の材料は、例えば、フッ化リチウムやフッ化マグネシウムなどの金属フッ化物、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなどに代表される金属塩化物などの金属ハロゲン化物や、アルミニウム、コバルト、ジルコニウム、チタン、バナジウム、ニオブ、クロム、タンタル、タングステン、マンガン、モリブデン、ルテニウム、鉄、ニッケル、銅、ガリウム、亜鉛、Ｓｉなどの各種金属の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物など、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、窒化アルミニウム、窒化シリコン、炭化シリコン、酸窒化シリコン、窒化ホウ素などの絶縁物となるものや、ＳｉＯ２やＳｉＯなどをはじめとする珪素化合物、炭素化合物などから任意に選択して用いることができる。これらの材料は、真空蒸着法やスパッタ法などにより形成することで薄膜状に形成することができる。
【００３７】
プラスチックフィルム１０のプラスチック材料としては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を採用しているが、ＰＥＴに限らず、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などを採用してもよく、所望の用途や、屈折率、耐熱温度などに応じて適宜選択すればよい。なお、ＰＥＴは、非常に安価で安全性の高いプラスチック材料である。また、ＰＥＮは、ＰＥＴと比べて、屈折率が高く耐熱性も良好であるが、高価である。
【００３８】
上述のプラスチックフィルム１０は、無アルカリガラス基板やソーダライムガラス基板などの安価なガラス基板に比べて安価であり、且つ、当該ガラス基板よりも屈折率が大きく、有機ＥＬ素子１１の発光層および陽極１２との屈折率差を小さくすることができる。
【００３９】
また、有機ＥＬ素子１１をプラスチックフィルム１０ではなく、ガラス基板に形成することも考えられるが、ガラス基板に有機ＥＬ素子１１を形成する場合には、当該ガラス基板において有機ＥＬ素子１１を形成する表面の表面粗さが小さくなるように高精度に研磨された素子形成用のガラス基板を用意する必要があり、コストが高くなる。なお、プラスチックフィルム１０の上記一表面の表面粗さについては、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１（ＩＳＯ ４２８７−１９９７）で規定されている算術平均粗さＲａを、数ｎｍ以下にすることが好ましい。ここにおいて、プラスチックフィルム１０は、特に高精度な研磨を行わなくても、上記一表面の算術平均粗さＲａが数ｎｍ以下のものを低コストで得ることができる。
【００４０】
プラスチックフィルム１０は、有機ＥＬ素子１１を形成する素子形成部１０ａの平面視形状が矩形状であり、素子形成部１０ａの長手方向の両側縁それぞれの中央部から側方に突出する突出片１０ｂ，１０ｂが延設されている。そして、有機ＥＬ素子モジュール１は、プラスチックフィルム１０の上記一表面側において、各突出片１０ｂ，１０ｂそれぞれに、２つの外部接続電極（以下、第１の外部接続電極と称する）１６と１つの外部接続電極（以下、第２の外部接続電極と称する）１８が形成され、素子形成部１０ａに、陽極１２と第１の外部接続電極１６とを電気的に接続する接続配線１５、および、陰極１４と第２の外部接続電極１８とを電気的に接続する接続配線１７が形成されている。なお、プラスチックフィルム１０の平面視形状は、矩形状としてあるが、これに限らず、例えば、円形状、三角形状、五角形状、六角形状などでもよい。また、プラスチックフィルム１０は、全体として矩形状に形成してもよいし、これに限らず、例えば、円形状、三角形状、五角形状、六角形状などに形成してもよい。
【００４１】
有機ＥＬ素子モジュール１は、第１の外部接続電極１６、第２の外部接続電極１８、および各接続配線１５，１７の材料を陰極１４と同じ材料としてあり、第１の外部接続電極１６、第２の外部接続電極１８、および各接続配線１５，１７を陰極１４と同時に形成してある。しかして、異種材料により別々に形成する場合に比べて、製造プロセスの簡略化、材料コストの低減などによる低コスト化を図れる。ただし、これらの材料は特に限定するものではなく、各外部接続電極１６，１８と各接続配線１５，１７と陰極１４とを異なる材料により形成してもよい。また、第１の外部接続電極１６および第２の外部接続電極１８は、単層構造に限らず、多層構造でもよい。
【００４２】
また、有機ＥＬ素子モジュール１は、透明導電膜（例えば、ＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜など）からなる陽極（透明電極）１２に電気的に接続される２つの接続配線１５を平面視矩形状の陽極１２の１辺の全長と当該１辺に隣り合う２辺に沿った平面視コ字状の形状として、陽極１２の周部の大部分に接続配線１５，１５の一部が重なるように接続配線１５，１５を配置してある。しかして、透明導電膜からなる陽極１２の電位勾配に起因した輝度むらを低減できる。
【００４３】
また、有機ＥＬ素子モジュール１は、第１の外部接続電極１６と第２の外部接続電極１８とが同一材料により同一厚さで形成されるとともに、接続配線１５と接続配線１７とが同一材料により同一厚さで形成されている。また、各突出片１０ｂ，１０ｂでは、２個の第１の外部接続電極１６が、１個の第２の外部接続電極１８を挟むように配置されている。ここで、各突出片１０ｂ，１０ｂにおいて、２個の第１の外部接続電極１６と１個の第２の外部接続電極１８とは、幅方向（図１（ｃ）における上下方向）が一致するように互いに離間して配置されている。そして、有機ＥＬ素子モジュール１は、複数個（図示例では、４個）の第１の外部接続電極１６の幅の合計寸法と、複数個（図示例では、２個）の第２の外部接続電極１８の幅の合計寸法とが、同じ値に設定されている。しかして、第１の外部接続電極１６の幅の合計寸法と第２の外部接続電極１８の幅の合計寸法とが異なる場合に比べて、有機ＥＬ素子１１へ流す電流を大きくできるとともに、発光効率の向上を図れる。なお、第１の外部接続電極１６および第２の外部接続電極１８それぞれの数は特に限定するものではない。
【００４４】
封止部材２０，３０としては、平板状のガラス基板を用いている。要するに、一対の封止部材２０，３０のうち、有機ＥＬ素子１１からの光を取り出す側の封止部材２０（以下、説明の便宜上、第１の封止部材２０とも称する）が透光性材料であるガラスにより形成されており、有機ＥＬ素子１１からの光を取り出す側とは反対側の封止部材３０（以下、説明の便宜上、第２の封止部材３０とも称する）も透光性材料であるガラスにより形成されている。
【００４５】
各封止部材２０，３０のガラス基板としては、無アルカリガラス基板を用いているが、無アルカリガラス基板に限らず、例えば、ソーダライムガラス基板などを用いてもよい。また、各封止部材２０，３０で用いるガラス基板については、有機ＥＬ素子１１を形成するためのものではないので、算術平均粗さＲａが数１００ｎｍ以上のガラス基板を用いることができる。
【００４６】
また、各封止部材２０，３０の平面視形状はプラスチックフィルム１０の素子形成部１０ａと略同じ矩形状に形成してある。そして、各封止部材２０，３０は、有機ＥＬ素子モジュール１側の表面の周部を全周に亘って有機ＥＬ素子モジュール１と接合してある。ここにおいて、各封止部材２０，３０と有機ＥＬ素子モジュール１とを接合する接合部４０，５０は、接着剤（例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂など）により構成してあるが、これに限らず、例えば、接着用フィルム、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、などにより構成してもよい。なお、有機ＥＬ素子１１は、平面視において陽極１２、有機ＥＬ層１３、陰極１４の３つが重複する領域が発光部となる。
【００４７】
気密シール部６１，６２は、無機材料（例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３など）により形成されている。しかして、気密シール部６１，６２が無機材料により形成されていることにより、気密シール部６１，６２が樹脂により形成されている場合に比べて、気密シール部６１，６２の非透湿性（バリア性）を高めることができる。また、気密シール部６１と気密シール部６２とで、各突出片１０ｂ，１０ｂだけでなく各封止部材２０，３０の全体も覆っており、気密シール部６１と気密シール部６２とがプラスチックフィルム１０の突出片１０ｂ，１０ｂの側縁で繋がっている。したがって、水分やガスの侵入経路の沿面距離を長くすることができ、発光装置の気密性をより高めることができる。
また、プラスチックフィルム１０の上記一表面側において、気密シール部６２のうち突出片１０ｂを覆うように延設された部位には、各外部接続電極１６，１８を露出させる開口部６２ｂが形成されている。
【００４８】
気密シール部６１，６２の材料である無機材料として、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３などを採用する場合には、気密シール部６１，６２は、例えば、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法やＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法により形成すればよい。このようなＬＰＣＶＤ法やＡＬＤ法によれば、有機ＥＬ素子モジュール１の耐熱温度よりも低い成膜温度（例えば、１００℃程度）で気密シール部６１，６２を同時に形成することができる。ＬＰＣＶＤ法やＡＬＤ法などにより気密シール部６１，６２を形成する場合、有機ＥＬ素子モジュール１および各封止部材２０，３０において、気密シール部６１，６２を形成したくない部位（図１の例では、開口部６２ｂに対応する部位）に、着脱自在な保護シールを貼付しておき、気密シール部６１，６２の成膜後に保護シールを剥がすようにすれば、開口部６２ｂを簡単に形成することができる。ＬＰＣＶＤ法とＡＬＤ法との比較では、ＬＰＣＶＤ法の方がＡＬＤ法に比べて、成膜速度が速いので、製造コストの低コスト化の点で有利であり、また、ＡＬＤ法の方がＬＰＣＶＤ法に比べて、より緻密な膜の成膜が可能なので、耐湿性を高めるという点で有利である。また、ＡＬＤ法の方がＬＰＣＶＤ法に比べて成膜温度の低温化を図れる。
【００４９】
ところで、本実施形態の発光装置では、有機ＥＬ素子１１から放射された光が第１の封止部材２０を透過する際にフレネル反射による損失（フレネルロス）が生じる。
【００５０】
したがって、本実施形態の発光装置では、第１の封止部材２０を透過する際のフレネルロスを低減することが望ましい。
【００５１】
ここで、図１に示した例では、気密シール部６１が、第１の封止部材２０の光取り出し面上まで延設されているので、気密シール部６１のうち第１の封止部材２０の光取り出し面上に形成された部位が、アンチリフレクションコート（anti-reflection coat：以下、ＡＲ膜と略称する）として機能するように気密シール部６１の材料および厚みを設定すれば、フレネルロスを低減でき、光取り出し効率の向上を図れる。一例として、ＡＲ膜を例えば屈折率ｎが１．５８のＡｌ２Ｏ３膜により構成する場合には、設計波長λ０を５５０ｎｍとすれば、ＡＲ膜の厚さをλ０／４ｎ＝５５０／（４×１．５８）＝８７．０ｎｍとすればよい。また、気密シール部６１，６２は、単層膜に限らず、多層膜でもよく、ＡＲ膜も単層膜に限らず、多層膜でもよい。
【００５２】
また、フレネルロスを抑制する他の手段としては、第１の封止部材２０の光取り出し面側に、モスアイ（蛾の目）構造を設けることが考えられる。モスアイ構造は、先細り状の微細突起が２次元アレイ状に配列されて２次元周期構造を有しており、多数の微細突起と隣り合う微細突起間に入り込んだ媒質とで反射防止部が構成されることとなる。ここにおいて、モスアイ構造では、フレネルロスの原因となる屈折率界面がなくなった状態が擬似的に得られる。したがって、モスアイ構造では、ＡＲ膜に比べて、波長や入射角に対する依存性を小さくでき、かつ、反射率も小さくすることができる。
【００５３】
上述のモスアイ構造は、例えば、ナノインプリント法により形成することができるが、ナノプリント法以外の方法（例えば、レーザ加工技術）で形成してもよい。また、モスアイ構造は、例えば、三菱レイヨン株式会社製のモスアイ型無反射フィルムにより構成してもよい。
【００５４】
また、本実施形態の発光装置は、光を取り出す側の第１の封止部材２０が、プラスチックフィルム１０の上記他表面側に配置されるものであり、且つ、プラスチックフィルム１０よりも屈折率が低く、有機ＥＬ素子モジュール１が、プラスチックフィルム１０の上記他表面側に設けられ発光層から放射された光の上記他表面での反射を抑制する凹凸構造部１９を備えており、凹凸構造部１９の表面と第１の封止部材２０との間に空間７０が存在している。
【００５５】
しかして、本実施形態の発光装置では、有機ＥＬ素子１１の発光層から放射され第１の封止部材２０まで到達した光の反射ロスを低減でき、光取り出し効率の向上を図れる。
【００５６】
ところで、有機ＥＬ素子１１の発光層およびプラスチックフィルム１０それぞれの屈折率は、光が取り出される外部雰囲気である空気の屈折率に比べて大きい。したがって、上述の凹凸構造部１９が設けられずにプラスチックフィルム１０と第１の封止部材２０との間の空間が空気雰囲気となっている場合には、プラスチックフィルム１０からなる第１の媒質と空気からなる第２の媒質との界面で全反射が生じ、全反射角以上の角度で当該界面に入射する光は反射される。そして、第１の媒質と第２の媒質との界面で反射された光が有機ＥＬ層１３またはプラスチックフィルム１０内部において多重反射し、外部に取り出されずに減衰するので、光取出し効率が低下する。また、第１の媒質と第２の媒質との界面に全反射角未満の角度で入射した光についても、フレネル反射が発生するため、さらに光取り出し効率が低下する。
【００５７】
これに対して、本実施形態では、上述の凹凸構造部１９を設けてあるので、有機ＥＬ素子モジュール１の外部への光取り出し効率を向上させることができる。
【００５８】
凹凸構造部１９は、２次元周期構造を有している。ここで、当該２次元周期構造の周期は、発光層で発光する光の波長が３００〜８００ｎｍの範囲内にある場合、媒質内の波長をλ（真空中の波長を媒質の屈折率で除した値）とすれば、波長λの１／４〜１０倍の範囲で適宜設定することが望ましい。
【００５９】
周期を例えば５λ〜１０λの範囲で設定した場合には、幾何光学的な効果、つまり、入射角が全反射角未満となる表面の広面積化により、光取り出し効率が向上する。また、周期を例えばλ〜５λの範囲で設定した場合には、回折光による全反射角以上の光を取り出す作用により、光の取り出し効率が向上する。また、周期をλ／４〜λの範囲で設定した場合には、凹凸構造部１９付近の有効屈折率がプラスチックフィルム１０の上記一表面からの距離が大きくなるにつれて徐々に低下することとなり、プラスチックフィルム１０と空間７０との間に、凹凸構造部１９の媒質の屈折率と空間７０の媒質の屈折率との中間の屈折率を有する薄膜層を介在させるのと同等となり、フレネル反射を低減させることが可能となる。要するに、周期をλ／４〜１０λの範囲で設定すれば、反射（全反射あるいはフレネル反射）を抑制することができ、有機ＥＬ素子モジュール１の光取り出し効率が向上する。ただし、幾何光学的な効果による光取り出し効率の向上を図る際の周期の上限としては、１０００λまで適用可能である。また、凹凸構造部１９は、必ずしも２次元周期構造などの周期構造を有している必要はなく、凹凸のサイズがランダムな凹凸構造や周期性のない凹凸構造でも光取り出し効率の向上を図れる。なお、異なるサイズの凹凸構造が混在する場合（例えば、周期が１λの凹凸構造と５λ以上の凹凸構造とが混在する場合）には、その中で最も凹凸構造部１９における占有率の大きい凹凸構造の光取り出し効果が支配的になる。
【００６０】
凹凸構造部１９は、プリズムシート（例えば、株式会社きもと製のライトアップ（登録商標）ＧＭ３のような光拡散フィルムなど）により構成してあるが、これに限るものではない。例えば、プラスチックフィルム１０の上記他表面に凹凸構造部１９をインプリント法（ナノインプリント法）により形成してもよい。
【００６１】
本実施形態では、有機ＥＬ素子モジュール１と第１の封止部材２０とを接合する接合部４０の厚み寸法を適宜設定することにより、凹凸構造部１９の表面と第１の封止部材２０との間に空間７０を確保することも可能である。ただし、この場合には、凹凸構造部１９の表面に傷が付くのを防止するためのハードコートを施すか、あるいは、硬度が十分に高いプリズムシートを用いるか、あるいは、硬化後の硬度が十分に高い透明材料を用いることが望ましい。ハードコートを施すためのハードコート剤としては、例えば、東洋インキ製のＴＹＺシリーズ（〔平成２１年１２月２２日検索〕、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.toyoink.co.jp/products/lioduras/index.html＞）などの高屈折率タイプ（屈折率が１．６３〜１．７４程度）のハードコート剤を採用することができる。なお、ＴＹＺシリーズは、エポキシ樹脂などにフィラーとしてジルコニアを混入させた紫外線硬化型のハードコート剤である。また、たとえ第１の封止部材２０と凹凸構造部１９とが接触したとしても、第１の封止部材２０と凹凸構造部１９との間に空間７０があれば、光取り出し効率の向上を図れる。
【００６２】
ところで、発光装置は、凹凸構造部１９の表面と第１の封止部材２０との間に空間７０が存在することが重要である。仮に、凹凸構造部１９の表面が、当該凹凸構造部１９と第１の封止部材２０との界面であるとすると、第１の封止部材２０と外部の空気との屈折率界面が存在するため、当該屈折率界面で再び全反射が生じる。これに対して、有機ＥＬ素子１１からの光を一旦、空間７０へ取り出すことができるので、空間７０の空気と第１の封止部材２０との界面、第１の封止部材２０と外部の空気との界面で全反射ロスが生じなくなる。なお、空間７０には、ドライ窒素などの不活性ガスを封入することが好ましい。
【００６３】
以上説明した本実施形態の発光装置では、有機ＥＬ素子モジュールをプラスチックフィルムの厚み方向の両側から挟み有機ＥＬ素子およびプラスチックフィルムにおいて有機ＥＬ素子が形成された領域を囲む一対の封止部材２０，３０を備え、各封止部材２０，３０のうち少なくとも、有機ＥＬ素子１１からの光を取り出す側の封止部材２０が透光性材料により形成されているので、有機ＥＬ素子１１の発光層などの材料や成膜方法の選択の自由度が高く、発光効率の向上を図れる。
【００６４】
また、本実施形態の発光装置では、各封止部材２０，３０と有機ＥＬ素子モジュール１との接合部４０，５０の周辺を被覆して水分およびガスの外部からの侵入を阻止する気密シール部６１，６２を設けてあるので、耐湿性を向上でき、長寿命化を図れる。
【００６５】
また、本実施形態の発光装置では、各封止部材２０，３０が、それぞれガラス基板により構成されているので、少なくとも一方が有機材料により形成されている場合に比べて、耐湿性および耐候性を高めることができ、長寿命化を図れる。
【００６６】
また、本実施形態の発光装置では、気密シール部６１，６２が、無機材料により形成されているので、有機材料により形成されている場合に比べて、気密シール部６１，６２の非透湿性（バリア性）を高めることができ、長寿命化を図れる。
【００６７】
また、本実施形態の発光装置は、有機ＥＬ素子１１の陽極１２および陰極１４のうちプラスチックフィルム１０から遠い側の陰極１４とプラスチックフィルム１０の上記一表面側の第２の封止部材３０とが面接触している。しかして、有機ＥＬ素子１１で発生した熱を第２の封止部材３０を通して効率よく放熱させることが可能となるから、有機ＥＬ素子１１の温度上昇を抑制することができて長寿命化を図れ、しかも、有機ＥＬ素子１１へ流す電流を大きくできて高輝度化を図れる。ここにおいて、本実施形態の発光装置では、第２の封止部材３０をガラス基板により構成しているので、第２の封止部材３０が樹脂の場合に比べて、放熱性を向上させることができる。
【００６８】
ところで、第２の封止部材３０は、図３に示すように、有機ＥＬ素子１１を封止するエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの封止樹脂により形成してもよい。封止部材３０を封止樹脂により形成する場合には、プラスチックフィルム１０の上記一表面側から封止樹脂を塗布して第２の封止部材３０を形成すればよい。また、第２の封止部材３０は、封止樹脂からなる樹脂部と、当該樹脂部の表面を覆う金属膜とで構成してもよく、この場合は耐湿性および放熱性の向上を図れる。要するに、各封止部材２０，３０のうち少なくとも、有機ＥＬ素子１１からの光を取り出す側の第１の封止部材２０が透光性材料により形成されていればよい。
【００６９】
また、発光装置の構造は、図１や図３の例に限らず、例えば、図４〜６に示す構造でもよい。
【００７０】
図４の発光装置の基本構成は図１の構成と略同じであり、第１の封止部材２０の形状が相違するだけである。図４における第１の封止部材２０は、有機ＥＬ素子モジュール１との対向面に凹凸構造部１９が収納される凹部２１を設けることで、凹凸構造部１９の表面と第１の封止部材２０との間に空間７０を確保している。したがって、図１の構成に比べて、凹凸構造部１９に傷が付く可能性を低減できて、ハードコートなどを不要として低コスト化を図れるだけでなく、第１の封止部材２０と有機ＥＬ素子モジュール１との接合部４０の厚み寸法を小さくすることができ、気密性の向上を図れる。
【００７１】
また、図５の発光装置の基本構成は図４の構成と略同じであり、第２の封止部材３０の形状が相違するだけである。図５における第２の封止部材３０は、有機ＥＬ素子モジュール１との対向面に有機ＥＬ素子１１が収納される凹部３１を設けてあり、有機ＥＬ素子１１の陰極１４と第２の封止部材３０とが離間している。したがって、図１や図４の構成に比べて、有機ＥＬ素子モジュール１と第２の封止部材３０との接合時に、有機ＥＬ素子１１がダメージを受ける可能性を低減できるとともに、第２の封止部材３０と有機ＥＬ素子モジュール１との接合部５０の厚み寸法を小さくすることができ、気密性の向上を図れる。
【００７２】
また、図６の発光装置の基本構成は図５の構成と略同じであり、気密シール部６１，６２を無機材料ではなく、樹脂により形成している点が相違する。この発明によれば、前記気密シール部を容易に且つ低コストで形成することができる。このような樹脂としては、非透湿性の高い樹脂（例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂、紫外線硬化性のエポキシ樹脂、アミン系エポキシ樹脂など）を用いる。また、気密シール部６１，６２を樹脂により形成する場合には、水分やガスの侵入経路の沿面距離を長くすることが好ましい。
【００７３】
また、図５や図６の構成において、有機ＥＬ素子モジュール１とプラスチックフィルムの上記一表面側の第２の封止部材３０とで囲まれた空間に封止用の液体（例えば、シリコーンオイル、パラフィンオイルなど）を封入してもよい。この場合、有機ＥＬ素子１１で発生した熱を、液体を介して効率よく放熱させることが可能となるから、有機ＥＬ素子１１の温度上昇を抑制することができて長寿命化を図れ、しかも、有機ＥＬ素子１１へ流す電流を大きくできて高輝度化を図れる。ただし、図１や図４の構成の方が、有機ＥＬ素子１１で発生した熱を直接、第２の封止部材３０に伝熱させることができるので、放熱性の点では優れている。また、液体により封止する場合に比べて、製造が容易で且つ低コスト化を図れる。
【００７４】
なお、液体を封入する場合には、例えば、あらかじめ第２の封止部材３０に、液体の注入孔（図示せず）と、空気抜き孔（図示せず）とを形成しておき、有機ＥＬ素子モジュール１に接合した後で、注入孔を通して液体を注入し、その後、注入孔および空気抜き孔を接着剤などにより封止し、さらに気密シール部６２を形成すればよい。
【００７５】
ただし、有機ＥＬ素子モジュール１とプラスチックフィルムの上記一表面側の第２の封止部材３０とで囲まれた空間に、必ずしも液体を封入する必要はなく、不活性ガス雰囲気や真空雰囲気としてもよい。この場合、上述の注入孔および空気抜き孔が不要であることは勿論である。
【００７６】
なお、図５の構成に限らず、図１〜図４や図６の構成においても、気密シール部６１，６２を図５と同様に樹脂により形成してもよい。
【００７７】
また、図５や図６のように、有機ＥＬ素子１１と第２の封止部材３０とが離間している場合には、例えば、第２の封止部材３０の凹部３１の内底面などに、水分を吸着する吸水材を貼り付けておいてもよい。吸水材としては、例えば、酸化カルシウム系の乾燥剤（酸化カルシウムを練り込んだゲッタ）などを用いればよい。
【００７８】
また、有機ＥＬ素子モジュール１における各外部接続電極１６，１８および各接続配線１５，１７などのレイアウトは図１の例に限らず、例えば、図７に示すように、陽極１２に電気的に接続される第１の外部接続電極１６の配置および幅と、陰極１４に電気的に接続される第２の外部接続電極１８の配置および幅との関係を図１の場合とは逆にしてもよい。ただし、各接続配線１５については、矩形状の陽極１２の互いに対向する２辺それぞれの全長に亘って陽極１２に重なるように配置することが好ましい。このような配置とすることで、図７のレイアウトの場合にも、透明導電膜からなる陽極１２の電位勾配に起因した輝度むらを低減できる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 有機ＥＬ素子モジュール
１０ 透光性基板
１１ 有機ＥＬ素子
１２ 陽極（電極）
１３ 有機ＥＬ層
１４ 陰極（電極）
１６ 外部接続電極
１８ 外部接続電極
１９ 凹凸構造部
２０ 封止部材
３０ 封止部材
４０ 接合部
５０ 接合部
６１ 気密シール部
６１ｃ アンチリフレクションコート
６２ 気密シール部
７０ 空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と略称する）を利用した発光装置が各所で研究開発されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子としては、例えば、透光性基板（透明基板）の一表面側に、陽極となる透明電極、ホール輸送層、発光層（有機発光層）、電子注入層、陰極となる電極の積層構造を備えたものが知られている。この種の有機ＥＬ素子では、陽極と陰極との間に電圧を印加することによって発光層で発光した光が、透明電極および透光性基板を通して取り出される。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、自発光型の発光素子であること、比較的高効率の発光特性を示すこと、各種の色調で発光可能であること、などの特徴を有するものであり、表示装置（例えば、フラットパネルディスプレイなどの発光体など）や、光源（例えば、液晶表示機器のバックライトや照明光源など）としての適用が期待されており、一部では既に実用化されている。
【０００５】
しかしながら、これらの用途に有機ＥＬ素子を応用展開するために、より高効率・長寿命・高輝度の有機ＥＬ素子の開発が望まれている。
【０００６】
ここで、有機ＥＬ素子の長寿命化を目的として、図８に示すように、ＩＴＯ層からなる陽極層１１２と有機正孔輸送層１１３との積層膜を一表面側に形成した第１の透明ポリエステルフィルム１１１ａと、陰極層１１６と樹脂分散型発光層１１４との積層膜を一表面側に形成した第２の透明ポリエステルフィルム１１１ｂとを用意し、互いの積層膜どうしを対向させ、ポリスチレン樹脂の軟化点である９０℃で加圧して貼り合わせ、周辺部は外部リード１１８とともに、電熱シーラーにて融着封止することで有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−７７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示された有機ＥＬ素子では、光取り出し面となる第１の透明ポリエステルフィルム１１１ａの他表面に傷が付きやすい。また、ポリエステルフィルム１１１ａ，１１１ｂそれぞれが防湿フィルムを構成しているが、結局は有機材料により形成されたものであるから、水分やガス（酸素など）を阻止する性能が不十分であり、長期的にも防湿性が不十分である。
【０００９】
また、積層膜どうしを貼り合わせる必要があるので、発光層などの材料や成膜方法などの制約が大きく、高効率化が制限されてしまう。また、発光層として樹脂分散型発光層１１４を採用する必要があるとともに、積層膜どうしの貼り合わせ界面が存在し、有機ＥＬ素子の発光特性の向上が制限されてしまう。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、有機ＥＬ素子の発光層などの材料の選択の自由度が高く、且つ、長寿命化を図れる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、厚み方向に離間した一対の電極間に発光層を有する有機ＥＬ素子および前記有機ＥＬ素子の前記各電極それぞれに電気的に接続された外部接続電極が透明なプラスチックフィルムの一表面側に形成された有機ＥＬ素子モジュールと、前記有機ＥＬモジュールを前記プラスチックフィルムの厚み方向の両側から挟み前記有機ＥＬ素子および前記プラスチックフィルムにおいて前記有機ＥＬ素子が形成された領域を囲む一対の封止部材とを備え、前記各封止部材のうち少なくとも、前記有機ＥＬ素子からの光を取り出す側の前記封止部材が透光性材料により形成され、前記各封止部材と前記有機ＥＬ素子モジュールとの接合部の周辺を被覆して水分およびガスの外部からの侵入を阻止する気密シール部を設けてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記各封止部材は、それぞれガラス基板からなることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記気密シール部は、無機材料により形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記気密シール部は、樹脂により形成されてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記気密シール部が、前記光を取り出す側の前記封止部材の光取り出し面上まで延設されており、前記気密シール部のうち前記光取り出し面上に形成された部位が、アンチリフレクションコートとして機能するように前記気密シール部の材料および厚みを設定してあることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記光を取り出す側の前記封止部材が、前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、且つ、前記プラスチックフィルムよりも屈折率が低く、前記有機ＥＬ素子モジュールが、前記プラスチックフィルムの前記他表面側に設けられ前記発光層から放射された光の前記他表面での反射を抑制する凹凸構造部を備え、前記凹凸構造部の表面と前記光を取り出す側の前記封止部材との間に空間が存在することを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６の発明において、前記光を取り出す側の前記封止部材が前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、前記有機ＥＬ素子モジュールと前記プラスチックフィルムの前記一表面側の前記封止部材とで囲まれた空間に封止用の液体が封入されてなることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項６の発明において、前記光を取り出す側の前記封止部材が、前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、前記有機ＥＬ素子の前記各電極のうち前記プラスチックフィルムの前記一表面から遠い側の前記電極と前記プラスチックフィルムの前記一表面側の前記封止部材とが面接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明では、有機ＥＬ素子の発光層などの材料の選択の自由度が高く、且つ、長寿命化を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態の発光装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’概略断面図、（ｃ）は（ａ）の要部概略平面図である。
【図２】同上の発光装置の概略分解斜視図である。
【図３】同上の発光装置の他の構成例を示す概略断面図である。
【図４】同上の発光装置の他の構成例を示す概略断面図である。
【図５】同上の発光装置の他の構成例を示す概略断面図である。
【図６】同上の発光装置の他の構成例を示す概略断面図である。
【図７】同上の発光装置における有機ＥＬ素子モジュールの他の構成例を示す概略平面図である。
【図８】従来例の有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施形態の発光装置について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００２２】
本実施形態の発光装置は、有機ＥＬ素子１１および有機ＥＬ素子１１の陽極１２、陰極１４それぞれに電気的に接続された外部接続電極１６，１８が透明なプラスチックフィルム１０の一表面側に形成された有機ＥＬ素子モジュール１を備えている。なお、本実施形態では、陽極１２と陰極１４とが、厚み方向に離間した一対の電極を構成している。
【００２３】
また、発光装置は、有機ＥＬ素子モジュール１をプラスチックフィルム１０の厚み方向の両側から挟み有機ＥＬ素子１１およびプラスチックフィルム１０において有機ＥＬ素子１１が形成された領域を囲む一対の封止部材２０，３０を備えている。
【００２４】
また、発光装置は、各封止部材２０，３０と有機ＥＬ素子モジュール１との接合部４０，５０の周辺を被覆して水分およびガス（酸素など）の外部からの侵入を阻止する気密シール部６１，６２を設けてある。
【００２５】
以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００２６】
有機ＥＬ素子１１は、陽極１２と陰極１４との間に介在する有機ＥＬ層１３が、陽極１２側から順に、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を備えている。ここにおいて、有機ＥＬ素子１１は、陽極１２をプラスチックフィルム１０の上記一表面側に積層してあり、陽極１２におけるプラスチックフィルム１０側とは反対側で、陰極１４が陽極１２に対向している。なお、陽極１２と陰極１４との位置関係は逆でもよい。
【００２７】
本実施形態における有機ＥＬ素子モジュール１では、有機ＥＬ素子１１の陽極１２を透明電極により構成するとともに陰極１４を発光層からの光を反射する電極により構成してあり、プラスチックフィルム１０の他表面側から光を取り出すようになっている。
【００２８】
上述の有機ＥＬ層１３の積層構造は、上述の例に限らず、例えば、発光層の単層構造や、ホール輸送層と発光層と電子輸送層との積層構造や、ホール輸送層と発光層との積層構造や、発光層と電子輸送層との積層構造などでもよい。また、陽極とホール輸送層との間にホール注入層を介在させてもよい。また、発光層は、単層構造でも多層構造でもよく、例えば、所望の発光色が白色の場合には、発光層中に赤色、緑色、青色の３種類のドーパント色素をドーピングするようにしてもよいし、青色正孔輸送性発光層と緑色電子輸送性発光層と赤色電子輸送性発光層との積層構造を採用してもよいし、青色電子輸送性発光層と緑色電子輸送性発光層と赤色電子輸送性発光層との積層構造を採用してもよい。
【００２９】
陽極１２は、発光層中にホールを注入するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、電気伝導性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、ＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）準位との差が大きくなりすぎないように仕事関数が４ｅＶ以上６ｅＶ以下のものを用いるのが好ましい。陽極１２の電極材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化スズ、酸化亜鉛など、ＰＥＤＯＴ、ポリアニリンなどの導電性高分子および任意のアクセプタなどでドープした導電性高分子、カーボンナノチューブなどの導電性光透過性材料を挙げることができる。ここにおいて、陽極１２は、プラスチックフィルム１０の上記一表面側に、スパッタ法、真空蒸着法、塗布法などによって薄膜として形成すればよい。
【００３０】
なお、陽極１２のシート抵抗は数百Ω／□以下とすることが好ましく、特に好ましくは１００Ω／□以下がよい。ここで、陽極１２の膜厚は、陽極１２の光透過率、シート抵抗などにより異なるが、５００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で設定するのがよい。
【００３１】
また、陰極１４は、発光層中に電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、ＬＵＭＯ(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位との差が大きくなりすぎないように仕事関数が１．９ｅＶ以上５ｅＶ以下のものを用いるのが好ましい。陰極１４の電極材料としては、例えば、アルミニウム、銀、マグネシウムなど、およびこれらと他の金属との合金、例えばマグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金を例として挙げることができる。また、金属の導電材料、金属酸化物など、およびこれらと他の金属との混合物、例えば、酸化アルミニウムからなる極薄膜（ここでは、トンネル注入により電子を流すことが可能な１ｎｍ以下の薄膜）とアルミニウムからなる薄膜との積層膜なども使用可能である。また、陰極１４側から光を取り出す場合には、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯなどを採用すればよい。
【００３２】
発光層の材料としては、有機ＥＬ素子用の材料として知られる任意の材料が使用可能である。例えばアントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、トリス（５−フェニル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ジスチリルアミン誘導体および各種蛍光色素など、上述の材料系およびその誘導体を始めとするものが挙げられるが、これらに限定するものではない。また、これらの化合物のうちから選択される発光材料を適宜混合して用いることも好ましい。また、上記化合物に代表される蛍光発光を生じる化合物のみならず、スピン多重項からの発光を示す材料系、例えば燐光発光を生じる燐光発光材料、およびそれらからなる部位を分子内の一部に有する化合物も好適に用いることができる。また、これらの材料からなる発光層は、蒸着法、転写法などの乾式プロセスによって成膜しても良いし、スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法など、湿式プロセスによって成膜するものであってもよい。
【００３３】
上述のホール注入層に用いられる材料は、ホール注入性の有機材料、金属酸化物、いわゆるアクセプタ系の有機材料あるいは無機材料、ｐ−ドープ層などを用いて形成することができる。ホール注入性の有機材料とは、ホール輸送性を有し、また仕事関数が５．０〜６．０ｅＶ程度であり、陽極１２との強固な密着性を示す材料などがその例であり、例えば、ＣｕＰｃ、スターバーストアミンなどがその例である。また、ホール注入性の金属酸化物とは、例えば、モリブデン、レニウム、タングステン、バナジウム、亜鉛、インジウム、スズ、ガリウム、チタン、アルミニウムのいずれかを含有する金属酸化物である。また、１種の金属のみの酸化物ではなく、例えばインジウムとスズ、インジウムと亜鉛、アルミニウムとガリウム、ガリウムと亜鉛、チタンとニオブなど、上記のいずれかの金属を含有する複数の金属の酸化物であっても良い。また、これらの材料からなるホール注入層は、蒸着法、転写法などの乾式プロセスによって成膜しても良いし、スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法などの湿式プロセスによって成膜するものであってもよい。
【００３４】
また、ホール輸送層に用いる材料は、例えば、ホール輸送性を有する化合物の群から選定することができる。この種の化合物としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、２−ＴＮＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）、スピロ−ＮＰＤ、スピロ−ＴＰＤ、スピロ−ＴＡＤ、ＴＮＢなどを代表例とする、アリールアミン系化合物、カルバゾール基を含むアミン化合物、フルオレン誘導体を含むアミン化合物などを挙げることができるが、一般に知られる任意のホール輸送材料を用いることが可能である。
【００３５】
また、電子輸送層に用いる材料は、電子輸送性を有する化合物の群から選定することができる。この種の化合物としては、Ａｌｑ３等の電子輸送性材料として知られる金属錯体や、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、テトラジン誘導体、オキサジアゾール誘導体などのヘテロ環を有する化合物などが挙げられるが、この限りではなく、一般に知られる任意の電子輸送材料を用いることが可能である。
【００３６】
また、電子注入層の材料は、例えば、フッ化リチウムやフッ化マグネシウムなどの金属フッ化物、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなどに代表される金属塩化物などの金属ハロゲン化物や、アルミニウム、コバルト、ジルコニウム、チタン、バナジウム、ニオブ、クロム、タンタル、タングステン、マンガン、モリブデン、ルテニウム、鉄、ニッケル、銅、ガリウム、亜鉛、Ｓｉなどの各種金属の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物など、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、窒化アルミニウム、窒化シリコン、炭化シリコン、酸窒化シリコン、窒化ホウ素などの絶縁物となるものや、ＳｉＯ２やＳｉＯなどをはじめとする珪素化合物、炭素化合物などから任意に選択して用いることができる。これらの材料は、真空蒸着法やスパッタ法などにより形成することで薄膜状に形成することができる。
【００３７】
プラスチックフィルム１０のプラスチック材料としては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を採用しているが、ＰＥＴに限らず、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などを採用してもよく、所望の用途や、屈折率、耐熱温度などに応じて適宜選択すればよい。なお、ＰＥＴは、非常に安価で安全性の高いプラスチック材料である。また、ＰＥＮは、ＰＥＴと比べて、屈折率が高く耐熱性も良好であるが、高価である。
【００３８】
上述のプラスチックフィルム１０は、無アルカリガラス基板やソーダライムガラス基板などの安価なガラス基板に比べて安価であり、且つ、当該ガラス基板よりも屈折率が大きく、有機ＥＬ素子１１の発光層および陽極１２との屈折率差を小さくすることができる。
【００３９】
また、有機ＥＬ素子１１をプラスチックフィルム１０ではなく、ガラス基板に形成することも考えられるが、ガラス基板に有機ＥＬ素子１１を形成する場合には、当該ガラス基板において有機ＥＬ素子１１を形成する表面の表面粗さが小さくなるように高精度に研磨された素子形成用のガラス基板を用意する必要があり、コストが高くなる。なお、プラスチックフィルム１０の上記一表面の表面粗さについては、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１（ＩＳＯ ４２８７−１９９７）で規定されている算術平均粗さＲａを、数ｎｍ以下にすることが好ましい。ここにおいて、プラスチックフィルム１０は、特に高精度な研磨を行わなくても、上記一表面の算術平均粗さＲａが数ｎｍ以下のものを低コストで得ることができる。
【００４０】
プラスチックフィルム１０は、有機ＥＬ素子１１を形成する素子形成部１０ａの平面視形状が矩形状であり、素子形成部１０ａの長手方向の両側縁それぞれの中央部から側方に突出する突出片１０ｂ，１０ｂが延設されている。そして、有機ＥＬ素子モジュール１は、プラスチックフィルム１０の上記一表面側において、各突出片１０ｂ，１０ｂそれぞれに、２つの外部接続電極（以下、第１の外部接続電極と称する）１６と１つの外部接続電極（以下、第２の外部接続電極と称する）１８が形成され、素子形成部１０ａに、陽極１２と第１の外部接続電極１６とを電気的に接続する接続配線１５、および、陰極１４と第２の外部接続電極１８とを電気的に接続する接続配線１７が形成されている。なお、プラスチックフィルム１０の平面視形状は、矩形状としてあるが、これに限らず、例えば、円形状、三角形状、五角形状、六角形状などでもよい。また、プラスチックフィルム１０は、全体として矩形状に形成してもよいし、これに限らず、例えば、円形状、三角形状、五角形状、六角形状などに形成してもよい。
【００４１】
有機ＥＬ素子モジュール１は、第１の外部接続電極１６、第２の外部接続電極１８、および各接続配線１５，１７の材料を陰極１４と同じ材料としてあり、第１の外部接続電極１６、第２の外部接続電極１８、および各接続配線１５，１７を陰極１４と同時に形成してある。しかして、異種材料により別々に形成する場合に比べて、製造プロセスの簡略化、材料コストの低減などによる低コスト化を図れる。ただし、これらの材料は特に限定するものではなく、各外部接続電極１６，１８と各接続配線１５，１７と陰極１４とを異なる材料により形成してもよい。また、第１の外部接続電極１６および第２の外部接続電極１８は、単層構造に限らず、多層構造でもよい。
【００４２】
また、有機ＥＬ素子モジュール１は、透明導電膜（例えば、ＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜など）からなる陽極（透明電極）１２に電気的に接続される２つの接続配線１５を平面視矩形状の陽極１２の１辺の全長と当該１辺に隣り合う２辺に沿った平面視コ字状の形状として、陽極１２の周部の大部分に接続配線１５，１５の一部が重なるように接続配線１５，１５を配置してある。しかして、透明導電膜からなる陽極１２の電位勾配に起因した輝度むらを低減できる。
【００４３】
また、有機ＥＬ素子モジュール１は、第１の外部接続電極１６と第２の外部接続電極１８とが同一材料により同一厚さで形成されるとともに、接続配線１５と接続配線１７とが同一材料により同一厚さで形成されている。また、各突出片１０ｂ，１０ｂでは、２個の第１の外部接続電極１６が、１個の第２の外部接続電極１８を挟むように配置されている。ここで、各突出片１０ｂ，１０ｂにおいて、２個の第１の外部接続電極１６と１個の第２の外部接続電極１８とは、幅方向（図１（ｃ）における上下方向）が一致するように互いに離間して配置されている。そして、有機ＥＬ素子モジュール１は、複数個（図示例では、４個）の第１の外部接続電極１６の幅の合計寸法と、複数個（図示例では、２個）の第２の外部接続電極１８の幅の合計寸法とが、同じ値に設定されている。しかして、第１の外部接続電極１６の幅の合計寸法と第２の外部接続電極１８の幅の合計寸法とが異なる場合に比べて、有機ＥＬ素子１１へ流す電流を大きくできるとともに、発光効率の向上を図れる。なお、第１の外部接続電極１６および第２の外部接続電極１８それぞれの数は特に限定するものではない。
【００４４】
封止部材２０，３０としては、平板状のガラス基板を用いている。要するに、一対の封止部材２０，３０のうち、有機ＥＬ素子１１からの光を取り出す側の封止部材２０（以下、説明の便宜上、第１の封止部材２０とも称する）が透光性材料であるガラスにより形成されており、有機ＥＬ素子１１からの光を取り出す側とは反対側の封止部材３０（以下、説明の便宜上、第２の封止部材３０とも称する）も透光性材料であるガラスにより形成されている。
【００４５】
各封止部材２０，３０のガラス基板としては、無アルカリガラス基板を用いているが、無アルカリガラス基板に限らず、例えば、ソーダライムガラス基板などを用いてもよい。また、各封止部材２０，３０で用いるガラス基板については、有機ＥＬ素子１１を形成するためのものではないので、算術平均粗さＲａが数１００ｎｍ以上のガラス基板を用いることができる。
【００４６】
また、各封止部材２０，３０の平面視形状はプラスチックフィルム１０の素子形成部１０ａと略同じ矩形状に形成してある。そして、各封止部材２０，３０は、有機ＥＬ素子モジュール１側の表面の周部を全周に亘って有機ＥＬ素子モジュール１と接合してある。ここにおいて、各封止部材２０，３０と有機ＥＬ素子モジュール１とを接合する接合部４０，５０は、接着剤（例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂など）により構成してあるが、これに限らず、例えば、接着用フィルム、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、などにより構成してもよい。なお、有機ＥＬ素子１１は、平面視において陽極１２、有機ＥＬ層１３、陰極１４の３つが重複する領域が発光部となる。
【００４７】
気密シール部６１，６２は、無機材料（例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３など）により形成されている。しかして、気密シール部６１，６２が無機材料により形成されていることにより、気密シール部６１，６２が樹脂により形成されている場合に比べて、気密シール部６１，６２の非透湿性（バリア性）を高めることができる。また、気密シール部６１と気密シール部６２とで、各突出片１０ｂ，１０ｂだけでなく各封止部材２０，３０の全体も覆っており、気密シール部６１と気密シール部６２とがプラスチックフィルム１０の突出片１０ｂ，１０ｂの側縁で繋がっている。したがって、水分やガスの侵入経路の沿面距離を長くすることができ、発光装置の気密性をより高めることができる。
また、プラスチックフィルム１０の上記一表面側において、気密シール部６２のうち突出片１０ｂを覆うように延設された部位には、各外部接続電極１６，１８を露出させる開口部６２ｂが形成されている。
【００４８】
気密シール部６１，６２の材料である無機材料として、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３などを採用する場合には、気密シール部６１，６２は、例えば、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法やＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法により形成すればよい。このようなＬＰＣＶＤ法やＡＬＤ法によれば、有機ＥＬ素子モジュール１の耐熱温度よりも低い成膜温度（例えば、１００℃程度）で気密シール部６１，６２を同時に形成することができる。ＬＰＣＶＤ法やＡＬＤ法などにより気密シール部６１，６２を形成する場合、有機ＥＬ素子モジュール１および各封止部材２０，３０において、気密シール部６１，６２を形成したくない部位（図１の例では、開口部６２ｂに対応する部位）に、着脱自在な保護シールを貼付しておき、気密シール部６１，６２の成膜後に保護シールを剥がすようにすれば、開口部６２ｂを簡単に形成することができる。ＬＰＣＶＤ法とＡＬＤ法との比較では、ＬＰＣＶＤ法の方がＡＬＤ法に比べて、成膜速度が速いので、製造コストの低コスト化の点で有利であり、また、ＡＬＤ法の方がＬＰＣＶＤ法に比べて、より緻密な膜の成膜が可能なので、耐湿性を高めるという点で有利である。また、ＡＬＤ法の方がＬＰＣＶＤ法に比べて成膜温度の低温化を図れる。
【００４９】
ところで、本実施形態の発光装置では、有機ＥＬ素子１１から放射された光が第１の封止部材２０を透過する際にフレネル反射による損失（フレネルロス）が生じる。
【００５０】
したがって、本実施形態の発光装置では、第１の封止部材２０を透過する際のフレネルロスを低減することが望ましい。
【００５１】
ここで、図１に示した例では、気密シール部６１が、第１の封止部材２０の光取り出し面上まで延設されているので、気密シール部６１のうち第１の封止部材２０の光取り出し面上に形成された部位が、アンチリフレクションコート（anti-reflection coat：以下、ＡＲ膜と略称する）として機能するように気密シール部６１の材料および厚みを設定すれば、フレネルロスを低減でき、光取り出し効率の向上を図れる。一例として、ＡＲ膜を例えば屈折率ｎが１．５８のＡｌ２Ｏ３膜により構成する場合には、設計波長λ０を５５０ｎｍとすれば、ＡＲ膜の厚さをλ０／４ｎ＝５５０／（４×１．５８）＝８７．０ｎｍとすればよい。また、気密シール部６１，６２は、単層膜に限らず、多層膜でもよく、ＡＲ膜も単層膜に限らず、多層膜でもよい。
【００５２】
また、フレネルロスを抑制する他の手段としては、第１の封止部材２０の光取り出し面側に、モスアイ（蛾の目）構造を設けることが考えられる。モスアイ構造は、先細り状の微細突起が２次元アレイ状に配列されて２次元周期構造を有しており、多数の微細突起と隣り合う微細突起間に入り込んだ媒質とで反射防止部が構成されることとなる。ここにおいて、モスアイ構造では、フレネルロスの原因となる屈折率界面がなくなった状態が擬似的に得られる。したがって、モスアイ構造では、ＡＲ膜に比べて、波長や入射角に対する依存性を小さくでき、かつ、反射率も小さくすることができる。
【００５３】
上述のモスアイ構造は、例えば、ナノインプリント法により形成することができるが、ナノプリント法以外の方法（例えば、レーザ加工技術）で形成してもよい。また、モスアイ構造は、例えば、三菱レイヨン株式会社製のモスアイ型無反射フィルムにより構成してもよい。
【００５４】
また、本実施形態の発光装置は、光を取り出す側の第１の封止部材２０が、プラスチックフィルム１０の上記他表面側に配置されるものであり、且つ、プラスチックフィルム１０よりも屈折率が低く、有機ＥＬ素子モジュール１が、プラスチックフィルム１０の上記他表面側に設けられ発光層から放射された光の上記他表面での反射を抑制する凹凸構造部１９を備えており、凹凸構造部１９の表面と第１の封止部材２０との間に空間７０が存在している。
【００５５】
しかして、本実施形態の発光装置では、有機ＥＬ素子１１の発光層から放射され第１の封止部材２０まで到達した光の反射ロスを低減でき、光取り出し効率の向上を図れる。
【００５６】
ところで、有機ＥＬ素子１１の発光層およびプラスチックフィルム１０それぞれの屈折率は、光が取り出される外部雰囲気である空気の屈折率に比べて大きい。したがって、上述の凹凸構造部１９が設けられずにプラスチックフィルム１０と第１の封止部材２０との間の空間が空気雰囲気となっている場合には、プラスチックフィルム１０からなる第１の媒質と空気からなる第２の媒質との界面で全反射が生じ、全反射角以上の角度で当該界面に入射する光は反射される。そして、第１の媒質と第２の媒質との界面で反射された光が有機ＥＬ層１３またはプラスチックフィルム１０内部において多重反射し、外部に取り出されずに減衰するので、光取出し効率が低下する。また、第１の媒質と第２の媒質との界面に全反射角未満の角度で入射した光についても、フレネル反射が発生するため、さらに光取り出し効率が低下する。
【００５７】
これに対して、本実施形態では、上述の凹凸構造部１９を設けてあるので、有機ＥＬ素子モジュール１の外部への光取り出し効率を向上させることができる。
【００５８】
凹凸構造部１９は、２次元周期構造を有している。ここで、当該２次元周期構造の周期は、発光層で発光する光の波長が３００〜８００ｎｍの範囲内にある場合、媒質内の波長をλ（真空中の波長を媒質の屈折率で除した値）とすれば、波長λの１／４〜１０倍の範囲で適宜設定することが望ましい。
【００５９】
周期を例えば５λ〜１０λの範囲で設定した場合には、幾何光学的な効果、つまり、入射角が全反射角未満となる表面の広面積化により、光取り出し効率が向上する。また、周期を例えばλ〜５λの範囲で設定した場合には、回折光による全反射角以上の光を取り出す作用により、光の取り出し効率が向上する。また、周期をλ／４〜λの範囲で設定した場合には、凹凸構造部１９付近の有効屈折率がプラスチックフィルム１０の上記一表面からの距離が大きくなるにつれて徐々に低下することとなり、プラスチックフィルム１０と空間７０との間に、凹凸構造部１９の媒質の屈折率と空間７０の媒質の屈折率との中間の屈折率を有する薄膜層を介在させるのと同等となり、フレネル反射を低減させることが可能となる。要するに、周期をλ／４〜１０λの範囲で設定すれば、反射（全反射あるいはフレネル反射）を抑制することができ、有機ＥＬ素子モジュール１の光取り出し効率が向上する。ただし、幾何光学的な効果による光取り出し効率の向上を図る際の周期の上限としては、１０００λまで適用可能である。また、凹凸構造部１９は、必ずしも２次元周期構造などの周期構造を有している必要はなく、凹凸のサイズがランダムな凹凸構造や周期性のない凹凸構造でも光取り出し効率の向上を図れる。なお、異なるサイズの凹凸構造が混在する場合（例えば、周期が１λの凹凸構造と５λ以上の凹凸構造とが混在する場合）には、その中で最も凹凸構造部１９における占有率の大きい凹凸構造の光取り出し効果が支配的になる。
【００６０】
凹凸構造部１９は、プリズムシート（例えば、株式会社きもと製のライトアップ（登録商標）ＧＭ３のような光拡散フィルムなど）により構成してあるが、これに限るものではない。例えば、プラスチックフィルム１０の上記他表面に凹凸構造部１９をインプリント法（ナノインプリント法）により形成してもよい。
【００６１】
本実施形態では、有機ＥＬ素子モジュール１と第１の封止部材２０とを接合する接合部４０の厚み寸法を適宜設定することにより、凹凸構造部１９の表面と第１の封止部材２０との間に空間７０を確保することも可能である。ただし、この場合には、凹凸構造部１９の表面に傷が付くのを防止するためのハードコートを施すか、あるいは、硬度が十分に高いプリズムシートを用いるか、あるいは、硬化後の硬度が十分に高い透明材料を用いることが望ましい。ハードコートを施すためのハードコート剤としては、例えば、東洋インキ製のＴＹＺシリーズ（〔平成２１年１２月２２日検索〕、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.toyoink.co.jp/products/lioduras/index.html＞）などの高屈折率タイプ（屈折率が１．６３〜１．７４程度）のハードコート剤を採用することができる。なお、ＴＹＺシリーズは、エポキシ樹脂などにフィラーとしてジルコニアを混入させた紫外線硬化型のハードコート剤である。また、たとえ第１の封止部材２０と凹凸構造部１９とが接触したとしても、第１の封止部材２０と凹凸構造部１９との間に空間７０があれば、光取り出し効率の向上を図れる。
【００６２】
ところで、発光装置は、凹凸構造部１９の表面と第１の封止部材２０との間に空間７０が存在することが重要である。仮に、凹凸構造部１９の表面が、当該凹凸構造部１９と第１の封止部材２０との界面であるとすると、第１の封止部材２０と外部の空気との屈折率界面が存在するため、当該屈折率界面で再び全反射が生じる。これに対して、有機ＥＬ素子１１からの光を一旦、空間７０へ取り出すことができるので、空間７０の空気と第１の封止部材２０との界面、第１の封止部材２０と外部の空気との界面で全反射ロスが生じなくなる。なお、空間７０には、ドライ窒素などの不活性ガスを封入することが好ましい。
【００６３】
以上説明した本実施形態の発光装置では、有機ＥＬ素子モジュールをプラスチックフィルムの厚み方向の両側から挟み有機ＥＬ素子およびプラスチックフィルムにおいて有機ＥＬ素子が形成された領域を囲む一対の封止部材２０，３０を備え、各封止部材２０，３０のうち少なくとも、有機ＥＬ素子１１からの光を取り出す側の封止部材２０が透光性材料により形成されているので、有機ＥＬ素子１１の発光層などの材料や成膜方法の選択の自由度が高く、発光効率の向上を図れる。
【００６４】
また、本実施形態の発光装置では、各封止部材２０，３０と有機ＥＬ素子モジュール１との接合部４０，５０の周辺を被覆して水分およびガスの外部からの侵入を阻止する気密シール部６１，６２を設けてあるので、耐湿性を向上でき、長寿命化を図れる。
【００６５】
また、本実施形態の発光装置では、各封止部材２０，３０が、それぞれガラス基板により構成されているので、少なくとも一方が有機材料により形成されている場合に比べて、耐湿性および耐候性を高めることができ、長寿命化を図れる。
【００６６】
また、本実施形態の発光装置では、気密シール部６１，６２が、無機材料により形成されているので、有機材料により形成されている場合に比べて、気密シール部６１，６２の非透湿性（バリア性）を高めることができ、長寿命化を図れる。
【００６７】
また、本実施形態の発光装置は、有機ＥＬ素子１１の陽極１２および陰極１４のうちプラスチックフィルム１０から遠い側の陰極１４とプラスチックフィルム１０の上記一表面側の第２の封止部材３０とが面接触している。しかして、有機ＥＬ素子１１で発生した熱を第２の封止部材３０を通して効率よく放熱させることが可能となるから、有機ＥＬ素子１１の温度上昇を抑制することができて長寿命化を図れ、しかも、有機ＥＬ素子１１へ流す電流を大きくできて高輝度化を図れる。ここにおいて、本実施形態の発光装置では、第２の封止部材３０をガラス基板により構成しているので、第２の封止部材３０が樹脂の場合に比べて、放熱性を向上させることができる。
【００６８】
ところで、第２の封止部材３０は、図３に示すように、有機ＥＬ素子１１を封止するエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの封止樹脂により形成してもよい。封止部材３０を封止樹脂により形成する場合には、プラスチックフィルム１０の上記一表面側から封止樹脂を塗布して第２の封止部材３０を形成すればよい。また、第２の封止部材３０は、封止樹脂からなる樹脂部と、当該樹脂部の表面を覆う金属膜とで構成してもよく、この場合は耐湿性および放熱性の向上を図れる。要するに、各封止部材２０，３０のうち少なくとも、有機ＥＬ素子１１からの光を取り出す側の第１の封止部材２０が透光性材料により形成されていればよい。
【００６９】
また、発光装置の構造は、図１や図３の例に限らず、例えば、図４〜６に示す構造でもよい。
【００７０】
図４の発光装置の基本構成は図１の構成と略同じであり、第１の封止部材２０の形状が相違するだけである。図４における第１の封止部材２０は、有機ＥＬ素子モジュール１との対向面に凹凸構造部１９が収納される凹部２１を設けることで、凹凸構造部１９の表面と第１の封止部材２０との間に空間７０を確保している。したがって、図１の構成に比べて、凹凸構造部１９に傷が付く可能性を低減できて、ハードコートなどを不要として低コスト化を図れるだけでなく、第１の封止部材２０と有機ＥＬ素子モジュール１との接合部４０の厚み寸法を小さくすることができ、気密性の向上を図れる。
【００７１】
また、図５の発光装置の基本構成は図４の構成と略同じであり、第２の封止部材３０の形状が相違するだけである。図５における第２の封止部材３０は、有機ＥＬ素子モジュール１との対向面に有機ＥＬ素子１１が収納される凹部３１を設けてあり、有機ＥＬ素子１１の陰極１４と第２の封止部材３０とが離間している。したがって、図１や図４の構成に比べて、有機ＥＬ素子モジュール１と第２の封止部材３０との接合時に、有機ＥＬ素子１１がダメージを受ける可能性を低減できるとともに、第２の封止部材３０と有機ＥＬ素子モジュール１との接合部５０の厚み寸法を小さくすることができ、気密性の向上を図れる。
【００７２】
また、図６の発光装置の基本構成は図５の構成と略同じであり、気密シール部６１，６２を無機材料ではなく、樹脂により形成している点が相違する。この発明によれば、前記気密シール部を容易に且つ低コストで形成することができる。このような樹脂としては、非透湿性の高い樹脂（例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂、紫外線硬化性のエポキシ樹脂、アミン系エポキシ樹脂など）を用いる。また、気密シール部６１，６２を樹脂により形成する場合には、水分やガスの侵入経路の沿面距離を長くすることが好ましい。
【００７３】
また、図５や図６の構成において、有機ＥＬ素子モジュール１とプラスチックフィルムの上記一表面側の第２の封止部材３０とで囲まれた空間に封止用の液体（例えば、シリコーンオイル、パラフィンオイルなど）を封入してもよい。この場合、有機ＥＬ素子１１で発生した熱を、液体を介して効率よく放熱させることが可能となるから、有機ＥＬ素子１１の温度上昇を抑制することができて長寿命化を図れ、しかも、有機ＥＬ素子１１へ流す電流を大きくできて高輝度化を図れる。ただし、図１や図４の構成の方が、有機ＥＬ素子１１で発生した熱を直接、第２の封止部材３０に伝熱させることができるので、放熱性の点では優れている。また、液体により封止する場合に比べて、製造が容易で且つ低コスト化を図れる。
【００７４】
なお、液体を封入する場合には、例えば、あらかじめ第２の封止部材３０に、液体の注入孔（図示せず）と、空気抜き孔（図示せず）とを形成しておき、有機ＥＬ素子モジュール１に接合した後で、注入孔を通して液体を注入し、その後、注入孔および空気抜き孔を接着剤などにより封止し、さらに気密シール部６２を形成すればよい。
【００７５】
ただし、有機ＥＬ素子モジュール１とプラスチックフィルムの上記一表面側の第２の封止部材３０とで囲まれた空間に、必ずしも液体を封入する必要はなく、不活性ガス雰囲気や真空雰囲気としてもよい。この場合、上述の注入孔および空気抜き孔が不要であることは勿論である。
【００７６】
なお、図５の構成に限らず、図１〜図４や図６の構成においても、気密シール部６１，６２を図５と同様に樹脂により形成してもよい。
【００７７】
また、図５や図６のように、有機ＥＬ素子１１と第２の封止部材３０とが離間している場合には、例えば、第２の封止部材３０の凹部３１の内底面などに、水分を吸着する吸水材を貼り付けておいてもよい。吸水材としては、例えば、酸化カルシウム系の乾燥剤（酸化カルシウムを練り込んだゲッタ）などを用いればよい。
【００７８】
また、有機ＥＬ素子モジュール１における各外部接続電極１６，１８および各接続配線１５，１７などのレイアウトは図１の例に限らず、例えば、図７に示すように、陽極１２に電気的に接続される第１の外部接続電極１６の配置および幅と、陰極１４に電気的に接続される第２の外部接続電極１８の配置および幅との関係を図１の場合とは逆にしてもよい。ただし、各接続配線１５については、矩形状の陽極１２の互いに対向する２辺それぞれの全長に亘って陽極１２に重なるように配置することが好ましい。このような配置とすることで、図７のレイアウトの場合にも、透明導電膜からなる陽極１２の電位勾配に起因した輝度むらを低減できる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 有機ＥＬ素子モジュール
１０ 透光性基板
１１ 有機ＥＬ素子
１２ 陽極（電極）
１３ 有機ＥＬ層
１４ 陰極（電極）
１６ 外部接続電極
１８ 外部接続電極
１９ 凹凸構造部
２０ 封止部材
３０ 封止部材
４０ 接合部
５０ 接合部
６１ 気密シール部
６１ｃ アンチリフレクションコート
６２ 気密シール部
７０ 空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に離間した一対の電極間に発光層を有する有機ＥＬ素子および前記有機ＥＬ素子の前記各電極それぞれに電気的に接続された外部接続電極が透明なプラスチックフィルムの一表面側に形成された有機ＥＬ素子モジュールと、前記有機ＥＬモジュールを前記プラスチックフィルムの厚み方向の両側から挟み前記有機ＥＬ素子および前記プラスチックフィルムにおいて前記有機ＥＬ素子が形成された領域を囲む一対の封止部材とを備え、前記各封止部材のうち少なくとも、前記有機ＥＬ素子からの光を取り出す側の前記封止部材が透光性材料により形成され、前記各封止部材と前記有機ＥＬ素子モジュールとの接合部の周辺を被覆して水分およびガスの外部からの侵入を阻止する気密シール部を設けてなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記各封止部材は、それぞれガラス基板からなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記気密シール部は、無機材料により形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記気密シール部は、樹脂により形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
【請求項５】
前記気密シール部が、前記光を取り出す側の前記封止部材の光取り出し面上まで延設されており、前記気密シール部のうち前記光取り出し面上に形成された部位が、アンチリフレクションコートとして機能するように前記気密シール部の材料および厚みを設定してあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記光を取り出す側の前記封止部材が、前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、且つ、前記プラスチックフィルムよりも屈折率が低く、前記有機ＥＬ素子モジュールが、前記プラスチックフィルムの前記他表面側に設けられ前記発光層から放射された光の前記他表面での反射を抑制する凹凸構造部を備え、前記凹凸構造部の表面と前記光を取り出す側の前記封止部材との間に空間が存在することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記光を取り出す側の前記封止部材が前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、前記有機ＥＬ素子モジュールと前記プラスチックフィルムの前記一表面側の前記封止部材とで囲まれた空間に封止用の液体が封入されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記光を取り出す側の前記封止部材が、前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、前記有機ＥＬ素子の前記各電極のうち前記プラスチックフィルムの前記一表面から遠い側の前記電極と前記プラスチックフィルムの前記一表面側の前記封止部材とが面接触していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１】
厚み方向に離間した一対の電極間に発光層を有する有機ＥＬ素子および前記有機ＥＬ素子の前記各電極それぞれに電気的に接続された外部接続電極が透明なプラスチックフィルムの一表面側に形成された有機ＥＬ素子モジュールと、前記有機ＥＬモジュールを前記プラスチックフィルムの厚み方向の両側から挟み前記有機ＥＬ素子および前記プラスチックフィルムにおいて前記有機ＥＬ素子が形成された領域を囲む一対の封止部材とを備え、前記各封止部材のうち少なくとも、前記有機ＥＬ素子からの光を取り出す側の前記封止部材が透光性材料により形成され、前記各封止部材と前記有機ＥＬ素子モジュールとの接合部の周辺を被覆して水分およびガスの外部からの侵入を阻止する気密シール部を設けてなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記各封止部材は、それぞれガラス基板からなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記気密シール部は、無機材料により形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記気密シール部は、樹脂により形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
【請求項５】
前記気密シール部が、前記光を取り出す側の前記封止部材の光取り出し面上まで延設されており、前記気密シール部のうち前記光取り出し面上に形成された部位が、アンチリフレクションコートとして機能するように前記気密シール部の材料および厚みを設定してあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記光を取り出す側の前記封止部材が、前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、且つ、前記プラスチックフィルムよりも屈折率が低く、前記有機ＥＬ素子モジュールが、前記プラスチックフィルムの前記他表面側に設けられ前記発光層から放射された光の前記他表面での反射を抑制する凹凸構造部を備え、前記凹凸構造部の表面と前記光を取り出す側の前記封止部材との間に空間が存在することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記光を取り出す側の前記封止部材が前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、前記有機ＥＬ素子モジュールと前記プラスチックフィルムの前記一表面側の前記封止部材とで囲まれた空間に封止用の液体が封入されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記光を取り出す側の前記封止部材が、前記プラスチックフィルムの他表面側に配置されるものであり、前記有機ＥＬ素子の前記各電極のうち前記プラスチックフィルムの前記一表面から遠い側の前記電極と前記プラスチックフィルムの前記一表面側の前記封止部材とが面接触していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１６５４４５（Ｐ２０１１−１６５４４５Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５９２７（Ｐ２０１０−２５９２７）
【出願日】平成２２年２月８日（２０１０．２．８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月８日（２０１０．２．８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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